防雨帽对探空仪湿度测量影响的CFD研究.pdf

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1、2015年第34卷第12期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)39DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)12--0039-04防雨帽对探空仪湿度测量影响的CFD研究冒晓莉，张加宏，李敏，马涛，杨杰，戴伟(1．南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室，江苏南京210044；2．南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏南京210044；3．南京信息工程大学大气物理学院，江苏南京210044；4．中国科学院紫金山天文台

2、。江苏南京210008)摘要：采用流体动力学方法研究了GL-5000P探空仪湿度传感器的防雨帽对湿度测量的影响。运用Pro／E对湿度测量系统结构进行建模，使用前处理软件ICEM对其进行网格划分，导入Fluent软件进行稳态和瞬态计算分析。模拟结果表明：GL-5000P防雨帽很好地防止了高空云雨滴对湿度传感器的影响，其兼具一定的防太阳辐射功能，但高空25km以上防辐射能力减弱，甚至起相反作用；防雨帽厚度对太阳辐射误差影响较小，而其反射率影响则较显著；瞬态分析揭示了传感器表面的湿度场分布产生了时间滞后

3、，且时间滞后常数随海拔高度的升高而增加，到27km达到0．42S。该研究为湿度垂直廓线的时间滞后修正提供了理论依据。关键词：防雨帽；湿度传感器；太阳辐射；响应时间；计算流体动力学中图分类号：TN302文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)12-0039-04R1一esearchlOni■nHirquenceOl^ral●nSlli■elc1IOnI1IUml●~1li●t-ymeasurementsOfradiosondebasedonCFDMAOXiao．1i，，一，ZHANGJ

4、ia．hongr，LIMinr，MATao，YANGJie，一，DAIWei，。(1．JiangsuKeyLaboratoryofMeteorologicalObservationandInformationProcessing，NanjingUniversityofInformationScience&Technology，Nanjing210044，China；2．SchoolofElectronic&InformationEngineering，NanjingUniversityofInfo

5、rmationScience&Technology，Nanjing210044，China；3．SchoolofAtmosphericPhysics，NanjingUniversityofInformationScience&Technology，Nanjing210044，China；4．PurpleMountainObservatoryChineseAcademyofSciences，№njing210008，China)Abstract：InfluencesofrainshieldforGL

6、-5000Pradiosondehumiditysensoronhumiditymeasurementsisresearchedbyusingcomputationalfluiddynamics(CFD)method．ThehumiditymeasurementsystemstructureismodelingbyPro／Esoftware，anditismeshedwithICEMpre—processingsoftware．Fluentsoftwareisintroducedforsteady

7、—stateandtransientcalculationandanalysis．Thesimulationresultsshowthattherainshieldeffectivelypreventstheeffectsofhigh．altitudecloudsandrainonhumiditysensor；rainshieldcombinescertainfeaturesofanti—solarradiation，butitsabilityofanti—solarradiationissign

8、ificantlyweakenedathighaltitude(over25km)，andevenitplaystheoppositerole；thicknessofrainshieldhaslessimpactonsolarradiationerror，however，impactofitsreflectanceseemsmoresignificant：transientanalysisrevealsthathumidityfielddistributionofsensorsur